光收发组件、光模块、通信设备及无源光网络系统的制作方法

本技术涉及，尤其涉及光通信，尤其涉及一种光收发组件、光模块、通信设备及无源光网络系统。

背景技术：

1、光通信凭借其独有的超高带宽，低电磁干扰等特性，逐渐成为现代通信的主流方案。

2、无源光纤网络(passive optical network，pon)作为一种面向接入领域的一点到多点光通信架构，主要由三个部分组成，分别是位于局端(中心控制站)的光线路终端(optical line terminal，olt)，位于用户端的光网络单元(optical network unit,onu)或者光网络终端(optical network terminal，ont)，以及连接两者的光分配网络(opticaldistribution network，odn)。其中，odn由分光器(splitter，亦称为光分路器)和光纤构成。分光器的作用是，根据某种分光比例，将一路光分成两路，从而将两路光分别传输给不同的onu/ont。一般，odn中级联的分光器越多，意味着分光次数越多，所能分出的光的路数也越多。

3、pon的主要应用称之为光纤接入(fiber to thex，fttx)，包括光纤到户(ftth)、光纤到路边(fttc)、光纤到办公室(ftto)、光纤到楼(fttb)等，差异在于光纤所到的位置不同。近年来，pon应用场景慢慢向工业、道路等领域进行拓展，如拓展到道路监控、油气管线等应用场景。由于这类应用场景的特殊性(即多个用户端呈线型分布，且从olt到最远端的用户的光传输距离较长，意味着pon中多个onu呈线型分布，odn中的光纤链路较长)，原有的网络架构也随即发生调整，主要是需要采用数量较多的不等比分光器进行串行级联。其中，不等比分光器即分光比例不均匀的分光器，如其分光比例可以为1:9，即一个通道分10％(光能量的占比)，另外一个通道分90％。这就导致一个问题，即级联的分光器数量越多，靠近odn头部的onu与靠近odn尾部onu之间的链路插入损耗(以下简称为插损)相差越大，进而导致pon中的插损分布范围较宽。

4、然而，对于pon而言，其所能支持的插损分布范围是有限的，以常规的10gpon为例，其支持的端到端光信号链路插损通常分布在20db-35db。也就是说，无法针对一些特殊应用场景，部署出一套支持较大插损分布范围的pon，或者说，当前pon无法适用于如道路监控、油气管线等要求较大插损分布范围的应用场景。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种光收发组件、光模块、通信设备及无源光网络系统，用于解决当前无源光网络系统(如pon)所支持的光信号链路插损分布范围小，而无法适用于一些特殊应用场景的技术问题。

2、为达到上述目的，本技术的实施例采用如下技术方案：

3、第一方面，提供了一种光收发组件，包括：具有腔体的壳体，壳体上设有与腔体连通的光发射端口、光接收端口、光纤端口和阻光口；光发射器，封装于光发射端口，用于发射第一光信号至光纤端口；光接收器，封装于光接收端口，用于接收由光纤端口进入的第二光信号；可伸缩阻光件，封装于阻光口；其中，可伸缩阻光件的一端可穿过阻光口伸入光发射端口与光纤端口之间的光传输通道，以对第一光信号的全部或部分进行阻挡；和/或，可伸缩阻光件的一端可穿过阻光口伸入光接收端口与光纤端口之间的光传输通道，以对第二光信号的全部或部分进行阻挡。

4、对于上述光收发组件，由于其可伸缩阻光件的一端可伸入光传输通道，进而对第一光信号的至少一部分和/或第二光信号的至少一部分进行阻挡，因此能够使得第一光信号和第二光信号发生衰减。由于是通过阻挡光信号来使得光信号发生衰减，因此光信号的衰减程度与可伸缩阻光件对其遮挡的程度相关，即，可伸缩阻光件阻挡的光线越多，相应光信号的衰减程度越大，反之越小。这样的话，基于上述光收发组件，可以通过控制可伸缩阻光件伸入双向光传输通道的长度，来控制可伸缩阻光件对光信号的遮挡程度，进而控制第一光信号和第二光信号的衰减程度，使得第二光信号的光能量可以适配光收发组件接收/处理能力，以及使得第一光信号的光能量可以适配相应接收端的接收/处理能力。进一步的，基于上述光收发组件部署的无源光网络系统，可实现对链路插损的自动调整，使得无源光网络系统中的onu/ont，也可以支持该较大的链路插损分布范围。

5、在第一方面的一种可能的实现方式中，可伸缩阻光件伸入光传输通道的一端可在光传输通道的垂直方向上发生不同程度的伸长。这样的话，可伸缩阻光件伸入光传输通道的部分越长，其能够阻挡的光线越多，相应光信号的衰减程度越大，反之越小。

6、在第一方面的一种可能的实现方式中，上述光收发组件还包括：分波器，位于腔体内，用于接收来自光发射器的第一光信号，并将第一光信号发射至光纤端口，还用于接收来自光纤端口的第二光信号，并将第二光信号发射至光接收器。光发射端口与光纤端口之间的光传输通道及光接收端口与所述光纤端口之间的光传输通道均包括位于分波器和光纤端口之间的双向光传输通道；可伸缩阻光件的一端可穿过阻光口伸入双向光传输通道，以对第一光信号的至少一部分和第二光信号的至少一部分进行阻挡。对于本实现方式中的光收发组件，由于其可伸缩阻光件的一端可伸入双向光传输通道，进而对第一光信号的至少一部分和第二光信号的至少一部分同时进行阻挡，因此能够使得第一光信号和第二光信号同时发生衰减。

7、在第一方面的一种可能的实现方式中，上述光收发组件还包括：分波器，位于腔体内，用于接收来自光发射器的第一光信号，并将第一光信号发射至光纤端口，还用于接收来自光纤端口的第二光信号，并将第二光信号发射至光接收器。光发射端口与光纤端口之间的光传输通道包括位于光发射端口与分波器之间的单向发射光传输通道，光接收端口与光纤端口之间的光传输通道包括位于所述光接收端口与分波器之间的单向接收光传输通道。上述阻光口可以包括第一阻光口和第二阻光口，可伸缩阻光件包括第一可伸缩阻光件和第二可伸缩阻光件；第一可伸缩阻光件的一端可穿过第一阻光口伸入单向发射光传输通道，以单独对第一光信号的部分或者全部进行阻挡；第二可伸缩阻光件的一端可穿过第二阻光口伸入单向接收光传输通道，以单独对第二光信号的部分或者全部进行阻挡。在该实现方式中，可伸缩阻光件可以包括两个部件，其中一个部件(即第一可伸缩阻光件)用于实现对第一光信号的阻挡，另一部件(即第二可伸缩阻光件)用于实现第二光信号的阻挡。这样的话，可以实现对第一光信号和第二光信号的衰减程度的单独控制。采用这样的光收发组件部署的无源光线网络，当仅需要控制第一光信号衰减时，仅控制第一可伸缩阻光件伸长即可。同理，当仅需要控制第二光信号衰减时，仅控制第二可伸缩阻光件伸长即可。此外，由于可以分别地控制第一可伸缩阻光件和第二可伸缩阻光件的伸长程度，因此意味着可以分别地控制第一光信号和第二光信号的衰减程度。

8、在第一方面的一种可能的实现方式中，可伸缩阻光件包括具有预设热膨胀系数的热膨胀材料；可伸缩阻光件通过热膨胀材料的受热膨胀伸入光传输通道内。可伸缩阻光件在受热时的膨胀量(亦称为形变量)，与受热程度(即所达到的温度)相关。这里的膨胀量(形变量)包括可伸缩阻光件在各个方向上的尺寸变化量，而本技术实施例是利用其在某个方向上的膨胀量实现其灵活阻挡光信号的功能。或者可以这样理解，当某种形状的可伸缩阻光件受热时，其会在各个方向上发生膨胀(形变的一种)，而它在某个方向上的膨胀，能够使得它的一端可以伸入到光传输通道中，实现阻挡光信号的作用。同时，可以通过控制可伸缩阻光件的温度，控制可伸缩阻光件的膨胀量，进而控制其对光信号的阻挡的程度。

9、在第一方面的一种可能的实现方式中，上述预设热膨胀系数可以为100-200。

10、在第一方面的一种可能的实现方式中，上述热膨胀材料包括但不限于如聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰胺和聚乙烯等固态的热膨胀材料。这样的话，上述可伸缩阻光件可以为固态的热膨胀材料的制件，其形状可以是条状或者其他形状。

11、在第一方面的一种可能的实现方式中，上述热膨胀材料还可以是如乙醚、变性乙醇、燃油、丙三醇和汞等液态的热膨胀材料。上述可伸缩阻光件包括液态热膨胀材料，和用于容纳液态热膨胀材料的密封的透明容器。透明容器的一端穿过阻光口伸入光传输通道内，液态热膨胀材料受热时可在透明容器内发生膨胀，可伸缩阻光件通过液态热膨胀材料的位于光传输通道内的部分阻挡光传输通道中的光信号。

12、在第一方面的一种可能的的实现方式中，透明容器的材料的热膨胀系数小于液态热膨胀材料的热膨胀系数，以保证液态热膨胀材料受热时，透明容器不会随液态热膨胀材料一同发生形变。

13、在第一方面的一种可能的的实现方式中，上述液态热膨胀材料中掺杂有光衰减成分，光衰减成分用于降低液态热膨胀材料的透光率，以保证液态热膨胀材料能够有效地阻挡光信号。示例的，光衰减成分可以为碳素粉末，如石墨粉。

14、在第一方面的一种可能的的实现方式中，上述光收发组件还包括：加热件，用于对可伸缩阻光件进行加热。

15、在第一方面的一种可能的的实现方式中，可伸缩阻光件通过导热件与加热件连接；一方面，导热件用于将加热件产生的热量快速传递给可伸缩阻光件。导热件可以提供一个较大的施热面积，可以防止可伸缩阻光件局部过热，而出现变形。

16、在第一方面的一种可能的的实现方式中，光收发组件还包括：温度监测器，用于采集可伸缩阻光件的温度。其中，温度监测器可以设置于导热件上，用于采集导热件的温度，将导热件的温度作为可伸缩阻光件的温度。温度监测器也可以设置于可伸缩阻光件上，用于采集可伸缩阻光件的温度。

17、第二方面，本技术实施例提供一种光模块，包括控制器和上述第一方面中任意一种光收发组件；控制器，用于通过控制可伸缩阻光件向光传输通道内延伸的程度，控制光传输通道内的光信号的衰减程度。

18、在第二方面的一种可能的实现方式中，光模块中的光收发组件包括加热件，控制器与该加热件电性连接；控制器具体用于通过向加热件输送电流，以使得加热件产生热量。

19、在第二方面的一种可能的实现方式中，光模块中的光收发组件包括温度监测器，控制器还与温度监测器电性连接；控制器具体用于，则根据可伸缩阻光件的膨胀量与温度的预设对应关系、由温度监测器反馈的可伸缩阻光件的当前温度，以及预先设定的可伸缩阻光件的目标膨胀量，控制可伸缩阻光件在光传输通道的垂直方向上伸长的程度，从而实现对第一光信号和/或第二光信号的衰减程度的灵活控制。

20、在第二方面的一种可能的实现方式中，控制器具体用于，根据可伸缩阻光件的膨胀量与温度的预设对应关系，确定与目标膨胀量对应的目标温度；根据目标温度控制通过加热件的电路的电流值；通过判定温度监测器采集的温度是否达到目标温度，判定可伸缩阻光件的膨胀量是否达到目标膨胀量。这样的话，当可伸缩阻光件的膨胀量达到目标膨胀量时，说明可伸缩阻光件的向光传输通道内延伸的程度达到目标程度。此时，可以将加热件断路，以使其停止产生热量，也可以继续控制加热件中通过的电流的电流值，使得加热件产生的热量，能够使得可伸缩阻光件的膨胀量维持在目标膨胀量。

21、第三方面，本技术实施例提供一种通信设备，该通信设备可以为光线路终端olt、光网络单元onu或者光网络终端ont。其中，光线路终端olt包括上述第二方面中提供的任意一种光模块。光网络单元onu和光网络终端ont中包括上述第一方面中提供的任意一种光收发组件。光网络单元onu和光网络终端ont中还可以包括控制器，控制器用于通过控制可伸缩阻光件向光传输通道内延伸的程度，控制光传输通道内的光信号的衰减程度。

22、第四方面，本技术实施例提供一种无源光网络系统，包括：光线路终端olt；光分配网络，与光线路终端olt连接；多个通信设备，多个通信设备与光分配网络连接，多个通信设备中的至少一个为本技术第三方面提供的通信设备。

23、其中，第二方面至第四方面中任一种设计方式所带来的技术效果可参见第一方面中不同设计方式所带来的技术效果，此处不再赘述。